【计算机网络】 拥塞控制

背景

网络中的链路容量和交换节点中的缓存和处理机都有着工作的极限，当网络的需求超过他们的工作极限时，就出现了拥塞。在网络中出现拥堵时，如果继续发送大量数据包，可能会导致数据包时延、丢失等，这是TCP就会重传数据，但是 一重传就会导致网络的负担更重，于是会 导致更大的时延以及更多的丢包，这个情况就会进入恶性循环被不断地放大…

TCP的四种拥塞控制算法

1. 慢开始
2. 拥塞避免
3. 快重传
4. 快恢复

慢开始与拥塞避免：

发送方维持一个叫拥塞窗口cwnd（congestion window）的状态变量。拥塞窗口的大小取决于网络的拥塞程度，并且动态地在变化。发送方让自己的发送窗口等于拥塞窗口，另外考虑到接受方的接收能力，发送窗口可能小于拥塞窗口。

慢开始算法的思路就是，不要一开始就发送大量的数据，先探测一下网络的拥塞程度，也就是说由小到逐渐增加拥塞窗口的大小，是成倍增长。

为了 防止cwnd增长过大引起网络拥塞，还需 设置一个慢开始门限ssthresh状态变量。ssthresh的用法如下：

1. cwnd < ssthresh，使用慢开始算法
2. cwnd > ssthresh，使用拥塞避免算法
3. cwnd = ssthresh，慢开始与拥塞避免算法任意

拥塞避免算法让拥塞窗口缓慢增长，即没经过一个往返时间RTT就把发送方的拥塞窗口cwnd加1，而不是加倍。这样拥塞窗口按线性规律缓慢增长。

发生超时重传就判断网络可能出现拥塞，那么就将ssthresh的值更新为发生拥塞时的cwnd的一半，然后将cwnd的值减少为1，重新开始执行慢开始算法。

快重传：

当接收方发现有数据包丢失时，立刻发送三个对应的ack，当发送方收到三个连续的ack时，立即重传。

快恢复：

当收到三个重复的ACK时，触发快重传机制，那么cwnd会变为原来的一半，然后ssthresh等于当前的cwnd，然后使用快恢复的算法，cwnd=ssthresh+3，然后继续使用拥塞避免算法。

流量控制和拥塞控制本质上的 区别

答：流量控制是端到端的控制，由接收方控制发送方；拥塞控制是对整个网络的控制，所有接入这个网络的设备都受其影响。